Устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем

(51)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ- СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 2(21)4648872/07асинхронным двигателем содержит после- (22) 09,02.89 довательно соединенный управляемый ре- (46) 30.01.92. Бюл. ЬЬ 4гулятором 6 напряжения трехфазный (71) Липецкий политехнический институт мостовой выпрямитель 1 и инвертор 2 тока (72) А.Б. Иванов, В.Н, Мещеряков и Л,Я; Те-: с выходами для подключения к фазным выличко водам асинхронного двигателя 3, ведомый (53) 62-83:621,313.333.072.9 (088.8).:" напряжением статора асинхронного двига- (56) Авторское свидетельство СССР: . теля. К фазнцм выходам инвертора подклю-.ЬЬ 1264290, кл. Н 02 Р 5/407/36,.1984.;:, чена батарея 4. конденсаторов, а выходИванов В,А. Дйнамика автономных.ин-задатчика 7 частоты - к входам регулятора верторов с.прямой коммутацией. М.: Энер-.: напряжения, Регулирование частоты вра.гия, 1978, с. 28, 31, 131.щения осуществляют. изменением напряже- (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ,УПРАВЛЕНИЯния на входе инвертора 2 тока, что приводит ТРЕХФАЗНЫМ АСИНХРОННЫМ .ДВИГА-:к изменению частоты резонансного контура,- ТЕЛЕМ образованного обмоткой статора и конденса- (57) Изобретение относится кэлектротехни- торами батареи 4; Это позволяет исключить . ке. Целью изобретения является упрощение,; узлы для управления инвертором при регули Устройство для управления трехфазным ., ровании частоты вращенйя. 3 ил.А,8 ЮОИзобретение относится к электротехни-.,ке и может быть использовано в частотноуправляемом асинхронном электроприводес питанием от инвертора тока.Цель изобретения - упрощение устройства.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для управления трехфаэным асинхронным двигателем; на фиг. 2принципиальная схема устройства; на фиг. 103 - экспериментальные механические характеристики асинхронного двигателя.Устройство для управления асинхронным двигателем содержит преобразовательчастоты, составленный из последовательно 15соединенных между собой управляемоготрехфазного мостового выпрямителя 1(фиг, 1),инвертора 2 тока с разными выходами дляподключения к одноименным разным выводам асинхронного трехфазного двигателя 3. 20К фазным выходам инвертора 2 тока подключены одноименные фазные выводы конденсаторной батареи 4, а к управляющемувходу инвертора 2 тока - выходы многоканального блока 5 управления, 25Управляющий вход выпрямителя 1 соединен с выходом регулятора 6 напряжения,вход которого соединен с выходом задатчика 7 частоты. Инвертор 2 тока подключен кблоку запуска, выполненному в виде двух.30конденсаторов 8.Инвертор тока составлен из управляемых ключей, выполненных например, на тиристорах 9-11 (фиг, 2) катодной группы и на .тиристорах 12-14 анодной группы, соединенных по трехфазной мостовой схеме сразными выходами, образующими выходыинвертора 2 тока, Управляющие цепи тиристоров 9-14 через конДенсаторы 8,соединены с зажимами источника напряжения 40питания,Каждый канал блока 5 управленияснабжен формирователем управляющегосигнала, выполненным, например, на оптронной паре 15, и последовательно соединенными между собой однополупериоднымвыпрямителем 16 и пороговым элементом( 17, выполненнымнапример, на динисторе,Выход порогового элемента 17, выполненного, например,.на динисторе, подключен к 50входу формирователя управляющего сигнала, образованному анодным выводомфотодиода оптронной пары 15 выходомформирователя является катодный выводфотодинистора оптронной пары 15, 55Входы однополупериодных выпрямителей 16 каналов блока 5 управления для тиристора 11 катодной группы и тиристора 14анодной группы фазы А инвертора 2 токаобъединены, образуя фазный вход А блока 5 управления, подключенный к выходу инвертора 2 тока, сдвинутому на 120 О, т. е. к разному выходу С. Аналогично соединены другие фаэные входы блока управления с фазными выходами инвертора тока; фазный вход В блока 5 управления, образованный общей точкой соединения однополупериодных выпрямителей 16, включенных в цепи управления тиристоров 10, 13 фазы В инвертора 2 тока, подключен к фазному выходу С инвертора 2 тока; фазный вход С блока 5 управления,: образованный общей точкой соединения однополупериодных выпрямителей 16 в,цепи управления тиристоров 9, 12 фазы С инвертора, подключен к фазному выходу А инвертора 2 тока,Фазные выводы трехфазного моста инвертора тока, составленного из тиристоров 9 - 14, соединены с одними выводами резисторов 18 - 20, другие выводы которых соединены в нулевую точку, подключенную через резисторы 21, 22 к выводам постоянного тоКа дополнительной мостовой схемы, образованной фотодиодамй оптронных пар 15, Катодные выводы фотодинисторов,оптопар 15 образуют выходы формирователей управляющих сигналов, а их анодные выводы через резисторы 23 соединены с фазными выходами инвертора 2 тока,Инвертор 2 тока может быть подключен к выходу управляемого выпрямителя 1 через дроссель 24.Запуск инвертора 2 осуществляется подачей импульса, формируемого конденсаторами 8 при подаче постоянного напряжения Оп на управляющие электроды каких-либо двух тиристоров катодной И анодной группы инвертора,.принадлежащих разным фазам, В колебательном контуре, образованном обмоткой статора асинхронного двигателя и конденсаторами батареи 4, возникают колебания токаДанный контур подпитывается постоянным током через инвертор.Сигналы нэ включение тиристоров инвертора катодной группы одной фазы поступают из порогового элемента 17, когда положительная полуволна фазного напряженияпоследующей фазы превысит пороговое напряжение, а сигналы на включение тиристоров инверторов анодной группы той же фазы поступают в момент, когда отрицательная полуволна фаэнаго напряжения последующей фазы станет больше заданного порогового напряжения (по модулю).Резонанс, в устройстве наступает на такой частоте, при которой сумма реактивных составляющих токов асинхронного двигателя и инвертора (т. к, угол коммутации тири- сторов инвертора меньше 180 эл. град.), уравновешивается. реактивной составляю- ции тиристоров инвертора благодаря подщейтокаконденсаторабатареи 4.,ключению конденсаторов на выход инверПри увеличении задания частоты бло-., тора позволяет повысить надежностьком 7 увеличивается напряжение на входе, работы устройства.инвертора 2, происходит увеличение на Формул а изобретения пряжения на обмотках статора. Так как за-Устройство для управления трехфазным данное напряжение, с которым сравнивают асинхронным двигателем, содержащее пофазные напряжения в блоке 5 управленйя; следовательно соединенные между. собой не меняется, то при увеличении напряже- управляемый трехфазный мостовой выпря-ния на обмотках статора происходит 10 митель с входами для подключения к сети и уменьшение угла (относительно точки есте- инвертор тока, выполненный на управляественной коммутации), при котрром откры-, мых ключах анодной и катодной групп, соеваются тиристоры 9-14 инвертора, это диненный по мостовой трехфазной схеме с приводит к увеличению реактивной состав- фазными выходами для подключения к одляющей тока инвертора. Таким образом, ре ноименным фаэным выводом асинхронного зонанс наступает на другой частоте, при двигателя, многоканальный блок управлекоторой должен возрасти ток конденсатора ния, каждый канал которого снабжен форна такую величину, чтобы скомпенсировать мирователем управляющего сигнала, возросший реактивный ток инвертора,:т. е. выходом подк)юченный .к управляющему частота увеличивается. Увеличение частоты 20 входу управляемого ключа соответствую- приводит к увеличению синхронной скоро- щей группы одной иэ фаз инвертора тока, сти, а следовательно, и к увеличению рабо-. задатчик частоты, регулятор напряжения, чей скорости двигателя (см. механические" выходом соединенный с управляющим вхохарактеристики Ц и Ц(фиг. 3), где в, ан - дом упомянутого выпрямителя, и конденсачастоты вращения двигателя, а М, Мя - мо торную батарею, фаэные выводы которой менты, соответствующиеэтимчастотам);подключены к одноименным фазным выхоПри уменьшении напряжения на входе дам инвертора тока, о т л и ч а ю щ е е с я .инвертора происходитувеличениеуглаком- тем, что, с целью упрощения, выход задат-, мутации тиристоров 9-14 инвертора, что чика частоты подключен к входурегулятора приводит к уменьшению реактивной состав . напряжения, а каждый канал блока управлеляющей тока инвертора, а следовательйо, к ния снабжен последовательно соединенныуменьшению частоты тока на выходе инвер-. ми однополупериодным выпрямителем и тора и уменьшению скорости асинхронного пороговым элементом, выходом соединен- двигателя. ным с входом формирователя управляющеДанное устройство управления асинх го сигнала, выходы однополупериодныхронным электродвигателем позволяет упро- выпрямителей каналов блока управлениястить процесс регулирования, так как ключей анодной и катодной групп одной иэ отпадает необходимость в устройствах.уп- фаз инвертора тока объединены, образуя равления инвертором, осуществляющих за-. соответствующий фаэный вход блока управ- дание, поддержание и изменение частоты 40 ления, подключенный к выходу инвертораинвертора, Наличие естественной коммута- тока, сдвинутому по фазе на 120 О.1709489 О, О;1Составитель В,Тарасовэктор М.ЦиткинаТехред М,Моргентал Корректор Л каз 1 Ф Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж-ЗЬ, Раушская наб 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10